JP2005531336A - 体内の微生物を弱化および／または死滅させるために可視光を用いる装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、患者の体内のH.pylori菌のような病原微生物を死滅および／または弱化させるための装置および方法に関する。可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源が用意される。光源は患者の体の内部および／または外部に置かれる。体外に光源を有する態様の場合、光源からの電磁放射を患者の体内の局部へ運ぶための光ガイドが用意される。光ガイドは、光源と光学的に接続された近位端と、患者の体内への挿入のための大きさを有する遠位端とを有している。光源からの電磁放射を患者の体内の局部へ光学的に伝えるために、伝達エレメントも用意される。

Description

関連出願とのクロスリファレンス

この出願は、２００２年４月２日付で出願された米国仮特許出願Ｎｏ．６０／３６９，６４３を参考のため組み込み、その優先権および利益を主張している。

発明の分野

本発明は、患者の体の上または内に存在する微生物を弱化および／または死滅させるための装置および方法、更に詳しくは、可視光を用いて患者の体腔上または内に存在する微生物を弱化および／または死滅させるための装置および方法に関する。

発明の背景

ヒト胃腸管の感染症は極めて多く、年間ベースで何百万人も罹患する。これらの感染症は細菌、ウイルスおよび真菌によるもので、多くの病気、罹病および死に関与する。

世界中で最も多い胃腸感染症の１つは、胃および十二指腸に感染する細菌病原体、Helicobacter pylori（H.pylori）に起因する。米国のような工業国で、H.pyloriは成人の２０％以上でみられる。それは慢性の消化管感染症であり、一度かかると、完治が難しいことで有名である。ほとんどの感染性細菌はヒト免疫系で直ちに殺されるが、H.pyloriは、たとえ強力でも、宿主免疫応答に比較的耐えられる。H.pylori耐性の少くとも１つの理由は、胃の内壁と胃および十二指腸細胞の表面にそれが存在することである。

H.pyloriは典型的にはヒトで無症候性の感染菌であり、比較的無害な胃の炎症、即ち胃炎をよく引き起こす。しかしながら、感染者のうちほんの少数で、H.pyloriは症候性の胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌および胃リンパ腫を含めたより重篤な症状を引き起こすことがある。その生物は、報告された全十二指腸潰瘍のうち約９０％、胃潰瘍の５０％、胃癌の８５％および胃リンパ腫の事実上１００％に関与していると思われる。

何百万人ものアメリカ人が症候性の胃炎または上記のより重篤な症状を有するが、その大部分はH.pyloriに起因する。H.pyloriは潰瘍疾患および癌の併発による米国における数千人の死に関与しており、世界保健機関によるとベンゼンおよびＤＤＴと同じクラスのクラスＩ発癌物質であるとみなされている。

その生物は世界の全諸国でみられ、同様の症状、疾患、更には死も引き起こすが、おそらく不衛生、汚染給水および密集のために、未開発国に多く蔓延している。例えばペルーおよび他の南アメリカ諸国では、H.pylori感染の罹患率は９０％に達する。

残念ながら、H.pylori用のワクチンはまだ利用できず、何年もの多大な努力にもかかわらず、当分の間は何も予期されていないのである。難しさは、最善の場合でも、H.pyloriを根絶する上でヒトの免疫応答が無効であることに、一部起因している。現在利用されている最も一般的な治療法は、２週間にわたり３または４種の高価な薬物を使う、長期の面倒な抗生物質療法である。強力な抗生物質療法を用いたとしても、治療者の２０％以上で感染症は治らない。

更に、用いられる抗生物質は強力であるため、時には十分に耐えられず、吐き気、味覚の変化および下痢を生じうる。抗生物質に対するアレルギー反応もまれではない。効力および副作用の問題に加えて、この生物による抗生物質耐性が急増している。H.pylori分離菌のうち５０％に達するほどが、感染症を治すことが知られた最良の抗生物質のうち１種以上に対して現在耐性である。抗生物質耐性の問題は将来増えるだけと予想され、疾患の結末および増え続ける医療費の悪化に繋がる。そのため、消化管の管腔感染菌、H.pyloriの新たな有効で速く十分耐えうる治療法について、大きなニーズが存在している。体の他の部分にはできるだけ作用を及ぼさずに、微生物を弱化および／または死滅させる、十分耐えうる有効な治療法についても、ニーズが存在している。

発明の要旨

本発明は、胃の内壁と胃および十二指腸細胞の表面に存在するH.pyloriを利用して、可視光治療を施すことにより、H.pyloriを有効に治療する問題を解決するものである。本発明は、体の様々な部分、例えば口、胃、腸、肺、腹膜腔、尿路、鼻腔、耳道などで微生物を壊す上で有用性を有しているが、それは胃腸感染症の治療で特に有用である。本発明は、患者の体内に存在するH.pyloriまたは他の微生物を弱化および／または死滅させるための治療法および装置を提供し、胃または十二指腸潰瘍を治療するために特に適している。本治療法では、患者の体腔の内壁の内部またはそこに保持された病原微生物を排除するために、可視光を用いる。

一面において、本発明は患者の体内の病原微生物を死滅または弱化するための器具に関する。その器具は、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する、体外の光源を備えている。器具は、光源と光学的に接続された近位端、および患者の体内への挿入のための大きさを有する遠位端を有し、光ガイドを更に備えている。光ガイドは、可視スペクトル内に波長を有する電磁放射を光源から患者の体内の局部へ運ぶ。器具は、光ガイドの遠位端と光学的に接続され、運ばれた電磁放射を患者の体内の局部へ向けるための伝達エレメントを更に備えている。通常、器具はH.pylori菌のような細菌を含めた微生物を死滅および／または弱化させるように適合化されている。

一態様において、光源は可視および紫外双方のスペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する。光源は、レーザー、レーザーダイオード、発光ダイオード、ランプおよびそれらの組合せからなる群より選択される。ランプは、白熱灯、蛍光灯、アーク灯およびそれらの組合せからなる群より選択される。

一部の態様では、アダプターが光源の光を光ガイドの遠位端へ光学的に伝える。アダプターは、レンズ、プリズム、鏡、光ファイバースプライス、Ｎ‐１光学カップラー、コネクターおよびそれらの組合せからなる群より選択される。光ガイドは、単一ストランド光ファイバーケーブル、多重ストランド光ファイバー束、気体充填チャンネル、流体充填チャンネル、連続リフレクターおよびそれらの組合せからなる群より選択される。伝達エレメントは、レンズ、プリズム、鏡、バルーン、気体、流体スプレー、ファイバーファウンテン、フラストレーテッド(frustrated)全内部反射パッド、接着光伝達コーティング、応用光学活性物質およびそれらの組合せからなる群より選択される。

他の面において、本発明は患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための方法に関する。その方法では体外に光源を用意するが、該光源は可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する。その方法では、更に、電磁放射を光ガイドへ光学的に伝え、光ガイドからの電磁放射を患者の体内の局部へ指向的に伝える。一態様において、方法はH.pylori菌を死滅および／または弱化するように適合化されている。

一態様において、その方法では、可視および紫外スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意する。他の態様で、その方法は更に患者の体内の局部の大きさを拡大させる。患者の体内の局部は、気体、流体、機械的サポート、バルーンおよびそれらの組合せからなる群より選択される拡張エレメントを挿入することにより拡張しうる。

他の面において、本発明は患者の体内の病原微生物を死滅または弱化するための装置に関し、その装置は患者の体内への挿入に向いた大きさの光源を備えている。光源は、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する。器具は、伝えられた可視光の一部を患者の体内の局部へ伝達するための、光源と光学的に接続された伝達エレメントを更に備えている。

光源は、レーザーダイオード、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、アーク灯およびそれらの組合せからなる群より選択される。一態様において、器具は体外に置かれるエネルギー源を更に装備し、該エネルギー源が光源へエネルギー供給する。

一態様において、器具は、両者間でエネルギーを伝えるために、光源とエネルギー源との間で接続されたテザーを備えている。エネルギー源は、電池、電源、容量記憶回路、変電回路、電磁放射、ビーム電磁エネルギー、ビーム音響エネルギーおよびそれらの組合せからなる群より選択される。他の態様では、伝達エレメントが光源と一緒にまとめられる。

更に他の面において、本発明は患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための方法に関し、その方法は、患者の体内への挿入に向いた大きさの光源を用意し（該光源は可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する）；光源にエネルギー供給し；放射された電磁放射の少くとも一部を患者の体内の病原微生物含有局部へ指向的に伝えるステップを含む。一態様において、方法はH.pylori菌を死滅および／または弱化させるように適合化されている。更に、患者の体内の局部として自然体腔の少くとも一部を含む。一態様において、光源は可視および紫外スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する。

更に他の面において、本発明は患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための装置に関し、その装置は、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する発光物質、および発光物質の少くとも一部を患者の体内の、病原微生物を含有する局部へ向けるための手段を備えている。発光物質は、燐光液、化学発光化合物、音響発光化合物、マイクロ波活性化合物、蛍光物質およびそれらの組合せからなる群より選択される。

他の面において、本発明は患者の体内における感染症の治療で病原微生物を死滅または弱化させるための方法に関し、その方法では、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する発光物質を用意し；発光物質の少くとも一部を患者の体内の、病原微生物を含有する標的領域へ送達する。標的領域として自然に発生した体腔の少くとも一部を含む。

更に他の面において、本発明は患者の胃内のH.pyloriを死滅または弱化させるための方法に関し、その方法では、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意し、光源からの電磁放射を患者の胃内の局部へ光学的に伝える。

この技術は、当業者に明らかなように、Acnes vulgarisおよび他の微生物のような表面微生物を弱化させるためにも用いうる。これらおよび他の目的は、ここで開示された本発明の利点および特徴と一緒に、以下の記載、添付図面および請求項を参考にすると明らかになるであろう。更に、ここで記載された様々な態様の特徴は相互排他的ではなく、様々な組合せおよび置換えで存在しうる、と理解すべきである。

発明の詳細な説明

本発明による治療法は、H.pylori菌のような病原微生物を死滅および／または弱化させる上で、患者の体内での使用に適している。例えば、本発明は胃、腸、肺、腹膜腔、尿路、鼻腔および耳道を含めた様々な自然に発生した体腔内で用いうるが、それらに限定されない。本発明は、患者の体内の他の内部局部、例えば外科手術に際して接触したおよび／または作られたもの（例えば、筋肉）を治療するために用いてもよい。様々な器具、作製技術、配備、システムおよび使用方法が、患者の体内で様々な体腔の壁および／または他の内側部位を照射するために適合化される。特に、照射には、H.pylori菌のような微生物を弱化および／または死滅させるために十分な線量で、可視光スペクトルの波長を有した電磁放射（即ち、可視光）、主に紫／青色光を用いる。

一態様において、投光器具は、細菌および／または他の微生物を可視光で照射することにより、相当な割合の微生物を死滅および／または弱化させる望ましい効果を発揮するが、他の組織および生物は無影響のままである。

投光器具の一態様において、光ファイバー器具は患者の体内で生育する微生物へ外部強源からの光を伝える。ここで示された実例において、体腔は患者の胃であり、H.pylori菌は胃の円柱上皮内壁の少くとも一部の上および／または内部に存在している。一般的に、ここで開示された治療は、いかなる他の通路または管腔の上皮の上および／または中に存在する微生物へも適用しうる。治療に際して、可視光スペクトルに波長を有した電磁放射（即ち、可視光）は、典型的には細菌においてポルフィリン類の形で自然に産生または集中された“内在”発色剤と反応する。少くとも１つの有利な効果において、光はポルフィリンと組み合わさると、微生物の分裂不能により証明される壊死または細胞死を生じる。これは、一部は、細菌に損傷を与えて壊死をもたらすラジカル含有酸素を放出する、励起ポルフィリン類に起因している。発明の利点は、ほとんどの生物およびほとんどのヒト細胞が可視光に感受性でないため、処理すべき微生物（例えば、H.pylori）が周辺組織へ実質的に損傷を与えることなく殺される、という事実にある。したがって、細菌は宿主細胞のさほどの破壊なく可視光仲介壊死により殺されるのである。

H.pyloriの場合、内部産生ポルフィリン類は、４０５±２５ナノメーター（ｎｍ）範囲で非常に強い吸収ピークと、約５０５、５５０、５７０および６５５ｎｍでそれより小さなピークとを有する。これらの狭い波長で、またはこれら吸収ピークの波長を含む広帯域、例えば４００〜６５０ｎｍにおいて、十分な線量で伝達された光は、薬物または化学物質の添加なしに、細菌を死滅および／または弱化させる。その治療は表面で最も有効であるが、表面下でも有効であり、体組織へ透過するに従い効果を通常減らす。組織中への光の透過度は波長に応じて変わり、透過は長波長ほど大きくなる。例えば、波長４００ｎｍの光は約１ミリメートル（ｍｍ）ほど透過するが、６５０ｎｍ光は約３ｍｍ以上透過する。そのため、光の波長は望ましい透過深さを得られるように選択しうる。透過の深さにもかかわらず、H.pyloriを死滅および／または弱化させる上で特に有効な波長は約４００ｎｍである。加えてまたは一方、可視スペクトル内に多数の波長を有する電磁放射（即ち、多色光）を用いると、有効でかつ深い治療効果を得られる。宿主免疫系応答はいかなる残存細菌も通常克服しうるため、微生物の絶滅とは細菌コロニー数の２〜３ｌｏｇ_１０（即ち、９９〜９９．９％）減少といえる。

本発明は様々な病原微生物を死滅または弱化させるために用いうるが、抗生物質が用いられて細菌の耐性株を生じるリスクが増す場合にも、胃腸系のH.pylori感染症および他の病気を治療する上で有利に用いうる。実例として、本発明は胃内のH.pylori感染の治療について記載されている。しかしながら、本発明はここで記載された特定の器具または操作に限定されない、と理解すべきである。示された一般原理は体の他の器官および部分と他の生物でも用いられる、と理解されている。更に、十分な光を発生するための様々な器具および操作が記載されているが、当業者であればこれらの例に限定されないと理解されている。

図１によると、光治療器具１００の一態様は、患者の体外に用意された光源１０２、光源から放射された光の少くとも一部を患者の体内へ向けるための光ガイド１０４、および向けられた光の少くとも一部を患者の体内の標的局部１１２へ伝達するための伝達エレメント１０６を備えている。光源１０２は可視スペクトルで好ましい波長を有する電磁放射を放射し、光ガイド１０４の近位端１０８へ光学的に接続されている。通常、光源１０２は、H.pyloriのような微生物を治療するための十分なパワーを優先波長で発する。光ガイドは、患者の体内への挿入のための大きさを有する遠位端１１０を更に備えている。

他の態様では、図２によると、外部源は光源のアレー２００（例えば、光源２０２_１．．．２０２_Ｎ、以下光源２０２と総称される）を備えている。外部アレー２００の場合に、アレーからの全光放射は、例えばアダプター／コンビナー２０３により集束される。アダプターは、個別にまたは組合せで機能して、実質量の光エネルギーを光ガイド２０４中へ集束させる、１以上のリフレクター（例えば、鏡）、レンズ、プリズムおよび／または光ファイバーストランドを装備しうる。こうして、この光ガイド２０４は患者の体内の局部へ集束光を向けるのである。

一態様において、アレー２００の各光源２０２として、約４０５ｎｍの一次放射波長を有するレーザーダイオード（例えば、Nichia Corp.ブランドダイオード）を用いうる。レーザーダイオードパッケージは、典型的には光ファイバーピグテールを備えている。そのため、マルチ光源２０２からの光は、Ｎ‐１スプライサーおよび／またはレンズを用いてピグテール２０６_１．．．２０６_Ｎ、総称２０６を合わせることにより、単一光ガイドまたは光ファイバー束２０８中へ集束される。次いで、この束２０８からの放射が単一ファイバーまたはマルチファイバー束からなる光ガイド中へ集束される。一態様において、取外し／交換可能な光ガイド２０４は、患者の体内への挿入（例えば、胃鏡へ通される）前に滅菌される。加えて、取外し可能な光ガイド２０４の挿入可能部分は、例えば、別な適用向けの大きさおよび／または構造をもつ他の光ガイドとの交換のために、光源２０２から取り外せる。

本発明の一態様では、光源２０２としてアルゴンイオンレーザーを用い、各々が約４５７ｎｍ放出線へ合わされている。他の態様では、光源２０２として約４５７ｎｍで作用するレーザーダイオード（例えば、Melles Griotブランドダイオード）を用いる。更に他の態様では、光源２０２として約４４２ｎｍで作用するＨｅＣｄレーザーを用いる。

こうして、外部源１０２、２０２からの光は、細菌根絶を行うために、さほど減衰することなく胃中へ光ガイド１０４、２０４から伝達される。加えて、伝達手段１０４、２０４および光伝達エレメント１０６、２０６は、口および食道から胃中へ、またはその遠位端で既に置かれた標準フレキシブル内視鏡の作働チャンネルから胃中へと通過しうるほど、直径が十分小さい。ガイドが光を胃へ伝達すれば、本発明では、胃の内表面の完全照射を行える、光の散乱のための多くのアプローチをとれる。

他の態様では、光源１０２、２０２として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、例えば日本、徳島のNichia Corp.製の高出力青‐紫色器具、またはDurham,NCのCREE製のＬＥＤ器具；ランプ、例えば日本、浜松市のHamamatsu Corp.製の白熱灯、蛍光灯またはアーク灯がある。

光ガイド１０４、２０４は、光源１０２から患者の体内の局部へ放射光の少くとも一部を伝達する。様々な態様において、光ガイド１０４は柔軟であるため、患者の体内の挿入、取出しおよび操作を容易にする。例えば、光ガイド１０４は光ファイバーケーブル、例えばコア、クラッドおよび場合によりジャケットを備えたガラスおよび／またはプラスチック光ファイバーケーブルである。一部の態様では、光ガイド１０４として２本以上の光ファイバーケーブルを含む光ファイバー束を用いる。このような束は単一ファイバーより大きな光伝達を通常行え、遠位端１１０へ光を向けられる柔軟性もある程度有する。更に、一部の態様では、光ガイド１０４として気体および／または液体を内部に含有した中空チューブを用いる。可視光の伝達は気体および／または液体を介して生じる。気体の一部の例として、水、窒素およびアルゴンがある。液体の一部の例として、水およびフルオロカーボンがある。

１つの適用例において、患者の胃１１２の内側を照射するための光治療器具１００は、胃１１２の内側から患者の体外に置かれた光源１０２へ伸びる、少くとも約１５０センチメートル（ｃｍ）の長さを有した経管腔光ガイド１０４を備えている。遠位端１０５および光伝達エレメント１０６の外径は、外科装置（例えば、カテーテル、内視鏡、胃鏡）の場合のような管腔内に合う大きさ（例えば、２〜３ｍｍ）にする。一方、遠位端１０５の外径は、大きなカテーテル内に入れた胃１１２中への挿入用に、カテーテルなしで口および食道からの挿入用に、大きな直径（例えば、８〜１２ｍｍ）で形成してもよい。

図３Ａによると、一態様では、中空チューブ３０２を介して運ばれる流動生体適合性液体（例えば、水）流３００で光が伝達される。外部光源３０４′、３０４″、総称３０４は、チューブ３０２で運ばれる流体３００へ接続される。流体３００は、対象の光波長を実質的に吸収しないように選択される。むしろ、光は流体３００を通りチューブ３０２の壁から反射および屈折されるために、光が胃内におけるチューブの遠位端３０６へ実質的に伝達される。ガイドの遠位端３０６で、流体が伝達エレメント３０８から胃内壁へ向けられることにより、組織の内表面へ直接光を送達する。一態様において、伝達エレメント３０８はバルーンのような拡張性構造である。そのため、液体３００は、バルーンの膨張を制御し、ひいては胃の膨張を制御しうるように選択された流速および圧力で、バルーン３０８へ送達される。このような膨張は、胃の自然なヒダおよびシワを伸ばす傾向がある。この態様では、光源３０４はチューブの壁を介して光チューブ３０２へ接続されうる。

他の態様では、図３Ｂによると、伝達エレメント３０８として二重壁伝達エレメント３０８を用いる。流体３００は第一チューブ３１２から伝達エレメント３０８中へ注入され、第二チューブ３１４から出る。流体３００は内壁３０９と外壁３１０との間を流動することで、伝達エレメントの表面に沿い流体３００を閉じ込めている。二重壁エレメント３０８は、所定の表面積を覆うために必要な流体３００の容積を減少させることにより、操作効率を増している。

一部の態様では、高強度光を発生するための部品を備え、場合により、バルーンが散乱器として働く光ファイバー器具の遠位端を包囲する膨張性バルーン、センタリング器具、および体腔の壁のエキスパンダーを装備した、柔軟な光ファイバー器具が提供される。

医療面における柔軟な光ファイバーガイドの製造および適用に関する分野で利用しうる情報は相当多い。再び図１によると、一部の態様では、アダプター１０２が光源１０２と光ガイド１０４との間で光学的に接続される。アダプター１０２は、ファイバーまたはファイバー束光ガイド２０４中へ光を集束させるための標準光学コネクターおよび／またはスプライスを備えている。加えて、図２のアレー２００の場合、マルチストランドコネクターまたはＮ‐１カップラーまたは１以上のレンズが、光を光ガイド２０４へ集束させるために用いうる。ファイバーまたはファイバー束１０４、２０４は、光のほぼ完全な伝達が行われ、それが実質的に減衰することなく胃中へ達するような物質から選択される。ガイド１０４、２０４は、口から胃中へ通り抜けられるほど十分小さいか、または標準医療内視鏡の作働チャンネルを通り抜けられるほど十分小さい。ファイバーの遠位端は胃中へ伸びて、光が胃の広域照射のため散乱または分散される。散乱器／パワーコンビネーションが胃の内表面全体へ十分な光“線量”を１回で送る上で十分でないならば、医療従事者はガイド１０４、２０４を動かすことで、胃全体が治療されるまで光伝達エレメント１０６、２０６を“這わせる”（sweeping）。這わせ動作には、伝達エレメント１０６、２０６の移動および／または回転を含む。

H.pyloriの胃感染症を光ガイド１０４、２０４で治療するときは、胃の全部または一部の表面で光を広く散乱させることが必要である。図４Ａで示された一態様では、散乱チップ４００がこの目的のために用いられている。散乱チップ４００は、分散媒体、典型的には懸濁された反射粒子４０２入りの屈折率整合物質のセクションを有して、光ガイド４０４の遠位端へ取り付けられている。散乱器４００内の光ガイド４０４区画は、光をファイバーの壁４０６から分散媒体４０２中へ通して散乱ビームを発生させるために、そのクラッドを取除いている。分散媒体４０２はバルーンのような容器内に収容される。当業者に知られた散乱チップには、多くの物質、タイプおよび幾何学的形態がある。ほとんどの散乱器は、ガイドの末端付近で円筒パターンの照射を行う。一部の散乱器は、光ガイド１０４、２０４の直径よりもサイズがやや大きい。

更に他の態様では、伝達エレメント４０８として、様々なレンズ形態、例えば図４Ｂで示された球状分散ビーズ４１０を用いる。分散ビーズ４１０は、光ガイド４１２の遠位端で光を散乱させるために用いられる。例えば、球状ビーズ４１０はガイド遠位端で融合スプライサー５１７と共にエポキシまたは溶融シリカから形成しうる。球状ビーズ４１０はほぼ完全な球状パターンで光線を分散する。対象の全領域で完全な光網羅を保証するためには、胃内で光伝達エレメント１０６、２０６を動かすかまたは這わせることが同じく必要であろう。当業者に知られた球状分散ビーズ４１０には、多くの物質、タイプおよび具体的幾何学的形態がある。

患者の体外に置かれる光源の一部例が上記されている。これらの光源は、電源（例えば、Ａ．Ｃ．）の使用および無期限にわたり照射しうる能力を含めて、多くの利点を有している。更に、電源の大きさおよび容量に実質的制限はないため、典型的な外部光源は比較的強力で、望みどおりにフィルターでき、医療および非医療双方を含めた他の照射適用例へも容易に利用しうる。

しかしながら、胃または他の対象領域で直接的に治療用の光を発生させる利点もいくつかある。少くとも１つの利点は患者の利便性である。内部で光を発生させると、内視鏡の必要性を省ける。内部光源として、患者の体内から外部へ通じる、内視鏡よりも実質的に小さなチューブ、または更に一般的にはテザーを用いうる。更に一層有益なことに、一部の適用例では、外部接続が全く不要である。

他の利点は、治療期間に関する。内視鏡の使用は、高度に訓練された専門医により、限られた時間で行われるのみである。内部発生光はさほど高度に訓練されていない個人による治療を可能にするため、費用のかかる専門医の必要性を減少および／または解消しうるのである。

胃または他の器官へ光を伝えてH.pylori感染症を治療する他の方法は、テザーまたは自家発電ランプの使用による。自然体管腔（例えば、食道）から患者の体内（例えば、胃）へ伝達しうる光には、多くのタイプがある。これらの光には、カメラフラッシュまたはストロボ技術を用いる。フラッシュおよび／またはストロボランプは、低電圧直流（ＤＣ）エネルギー源、例えばコンデンサーに充電する電池から通常電力供給され、入力されたときに、フラッシュランプ、例えばキセノンまたは気体充填小型アークランプを“光らせ”て、高強度光パルスを発する。対象波長で強烈な光の速くて短いパルスは、ある適用例で持続波（ＣＷ）光伝達に高い有効性を有することが知られている。ＣＷ源に匹敵するエネルギーの時間平均伝達を行うパルス光は、ＣＷピークエネルギーよりも実質的に大きなピーク強度を呈する。更に、高強度の短時間パルスは非直線的効果を発揮し、そのうち一部は十分理解されていないが、ある生物効果を高めるようである。これらの利点は、この適用例で先に記載された外部光源を用いる光の伝達を含めて、この適用例で記載されたすべての態様に当てはまると理解されるであろう。

低電圧充電システムの他の利点は、患者に対する固有の安全性である。低電圧システムはダメージのある電気ショックのリスクを本質的に有しない。電源、電池およびフラッシュのシステム全体が、カプセル封入して嚥下させるか、または患者の胃中へ進めうるほど、十分小さい。この技術は写真業界で開発されており、非常に小さくコンパクトである。

図５によると、嚥下可能な内部光治療器具５００として、例えば嚥下による体内への挿入を容易にしうる大きさおよび形状のハウジング５０２を用いる。ハウジング５０２は内部光源５０４および搭載エネルギー源５０５を備えている。エネルギー源５０５は光源５０４にエネルギー供給して、実質的に可視領域内で電磁放射の放射をもたらす。一部の態様では、器具５００は患者の体内の標的局部へ光を伝達するための光伝達エレメント５０６を備えている。図６Ａは、標的局部６０４へ光６０２を伝達するための、患者の胃６００中への挿入に向いた大きさおよび形状の無テザー器具５００を示している。

他の態様において、器具５００は、図６Ｂで示されているように、外部電源６０６へ繋がるテザーを備えている。テザー付き光治療器具７０１は、患者の体内への挿入のための大きさを有する光源６１０へテザー６０８で接続された、外部エネルギー源６０６を備えている。エネルギー源６０６として、電池または電源のような電気エネルギー源、または光ガイドテザー６０８で光を伝達する光学エネルギー源を用いうる。エネルギー（電気的、光学的）は光源６１０で受け取られ、そこでエネルギーを好ましい波長の可視光へ変換する。例えば、光源６１０は電気からパワーを得るレーザーダイオード、ＬＥＤ、ランプでも、または光源６１０はエネルギー源で照射されたときに（例えば、蛍光を）発する発光物質でもよい。

再び図６Ａによると、別の態様では、無テザー光源５００は外部エネルギー源６０６からパワーを得る。外部エネルギー源６０６は光源５００へ経身体的にエネルギーを供することで、光源５００を作働させて望ましい可視光を放射させる。一態様において、外部エネルギー源６０６は電気エネルギーを光源５００へ伝えるための変換器を備えている。他の態様において、外部エネルギー源６０６は、光源５００内でマイクロ波誘導性放射を起こすビーム電磁エネルギーを含んでいる。例えば、入射電磁エネルギーが捕捉、整流されて、光源内で使用可能な電気エネルギーへ変換される。

胃で直接光を発する他の方法は、１回用の白熱フラッシュバルブの使用による。細いフィラメントおよび点火器を収容した小型器具が、嚥下されるか、または臨床医により患者の胃内へ進められる。適所に達して、マグネシウムフィラメントフラッシュランプが点火されると、強烈なフラッシュを発する。これは１回のフラッシュであるが、フィラメントの燃焼によるその出力は、治療に必要な総ジュール数を供する上で十分高い。例えば、マグネシウムは非常に強烈な白色フラッシュを発する。必要であれば、H.pyloriの吸収に近い光波長をもたらすように、適切なフィルタリングがフィラメント付近で行われる。必要であれば、伝達されるパワーを増し、対象の主要帯域へ多くの光を送り、フィラメントの発火を容易にするために、他の物質もフィラメントに用いられる。一態様では、強烈なフラッシュで熱を生じるが、これは胃または他の内部組織への損傷を避けるために冷却される。冷却は流体の循環または当業者に知られた他の手段により行える。

胃で光を直接発する他の方法は、小型蛍光またはアーク灯の使用による。これらのランプは上記のフラッシュランプより高電圧であるため、追加の電気的絶縁およびケアが患者または臨床医への電気ショックのリスクを避けるために用いられる。これらのランプは典型的には低電流、低熱のランプであるため、熱冷却の必要性は減る。これらタイプのランプの１つの利点は、それらのパワーのほとんどが、内在または投与ポルフィリン類により殺されるH.pyloriまたは他の細菌の根絶に最も有効な光、青色／紫色波長の光を伝達するように、デザインしうることである。

胃で光を直接発する他の方法は、小型発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオードの使用による。これらの半導体器具は小さく、非常に狭い波長で光を放射し、非常にエネルギー効率的であり、通常少量の廃熱を生じるだけである。各個別器具は非常に小さく、必要な全照射量の一部を伝達するにすぎないが、しかしながら小さなサイズおよび低コストのために、多くの器具はより強力な伝達器具と一緒に併用される。図７Ａおよび７Ｂは、直線状アレー７０２_１．．．７０２_Ｎ、総称７０２および螺旋状アレー７０８_１．．．７０８_Ｎ、総称７０８を装備したＬＥＤのアレー７００、７０６を示している。例えば、単一青色ＬＥＤは約４０５ｎｍの波長で約１０ミリワットの光を放出するにすぎないが、これらの器具は十分小さいため、患者の体内の胃または他の局部で細菌根絶に十分な光を伝達しうるように、これらの多くがカテーテルの遠位端で組み合わされる。これらの器具７０２、７０８はパワー効率的であり、多くの過剰熱を発生しないが、それらを積極的に冷却して、患者に火傷させるかまたはダイオードの照射寿命を実質的に減少させる可能性を避けることが必要であろう。胃内に入ると、ＬＥＤアレー７０４、７１０は感染領域で移動または回転させるか、またはバルーンに入れて胃中へ挿入し、膨張させたとき、胃壁から既知距離でアレーを保つ。器具の冷却を助けるために、液体がバルーン内で循環させうる。

胃で光を直接発する他の方法は電子ビーム励起の使用により、その１つの型はチェレンコフ放射としても知られている。ある物質が電子ビームで当てられると、それらは光子を放出する。該物質が４０５ｎｍ付近の波長で光子を放出するように選択されるならば、この方法はH.pyloriを根絶するために用いうる。ビームが体へ直接向けられない適用例では、それは一連のリフレクターおよび／またはチューブを介して胃中へ向けられる。

伝達エレメント１０６、２０６は光を標的領域へ伝達する。標的領域は局所に限定してもよく、こうすることで集中ビームで光を局所へ伝えられる。他の適用例では、標的領域として胃の実質的にすべての部分を含めてもよい。そのため、適切な伝達エレメント１０６、２０６はビームを分散させて、光を広い領域へ伝達する。単一光ビームを発して全標的領域を覆うことが実現不可能な適用例では、伝達エレメント１０６、２０６は必要に応じて動かしてもよい。

例えば、図８Ａによると、送達エレメント８００は、経路から胃全体へ光を“這わせる”ために、示されたように、回転および／または上下させうる、角度のあるチップ８０２を備えている。

他の態様において、図８Ｂによると、送達エレメント８０４はテーパー端５６２を有している。テーパー端５６２から投射される光のパターンは円錐形または類似の形状である。ガイドチップ近くのテーパーは光線を前方および外方へ屈折させて、広い散乱ビームにする。このビームの投射は平坦表面上のとき輪状である。このタイプのチップは、癌、Barrett食道炎のような前癌症状などの様々な治療で、光線力学療法（ＰＤＴ）に際して常用される。全感染領域で完全な光網羅を保証するためには、送達エレメント８０４をテーパーチップ５６２と共に胃内で動かすことが必要かもしれない。当業者に知られているテーパーチップには、多くの物質、タイプおよび具体的幾何学的形態がある。

他の態様において、図８Ｃによると、送達エレメント８０８は平坦または凸状磨きファイバー端８１０を有している。適用時に、光ガイドのファイバー端８１０は、食道から胃への入口、噴門口に置かれる。この光ガイド８１２が胃の入口へ光を発すると、光は胃全体の内表面に散乱および分散される。光の散乱はいくつかの手法で行える。例えば、胃が光散乱液体で満たされる。光線が液体全体に散乱し、それらが胃の表面に達したとき吸収されて、胃を積分球の相当物に変えるのである。

他の態様で、図９によると、胃９００は、胃の粘内壁９０４の屈折率（ｎ_２）よりも高い屈折率（ｎ_１）を有した、実質的に透明な流体９０２で満たされる。流体９０２と粘内壁９０４との界面で内反射が生じ、送達エレメント９０６により発せられた、２つの屈折率により定まる臨界角よりも小さな反射角で粘内壁９０４へ入射する流体９０２内の光線を捕捉する。次いで、光線は胃９００全体で実質的に均等に分散され、臨界角を超えた光線は粘液層を透過して、胃９００の感染領域に達する。

他の態様において、胃９０４の内壁は選択（低）屈折率（ｎ_２）の透明流体でまず被覆され、次いで第一層よりも高い屈折率（ｎ_１）の透明流体９０２で胃が満たされる。上記と同じ理由から、光線は胃９００全体で実質的に均等に分散され、臨界角を超えた光線は粘液層９０４を透過して、胃９００の感染領域に達する。

図１０によると、ガイド１００２の遠位端１０００で光を散乱させる他の方法は、光ファイバー“ファウンテン”１００４を用いることである。多数ファイバー束の遠位端１０００は、全方向へ光を“スプレーする”ために、個別ファイバー（例えば、ファイバー１００６_１．．．１００６_Ｎ、ファイバー１００６と総称される）へ分かれる。ファイバー１００６は、分散配置でファイバーを実質的に束ねるために、サポートエレメント１００８により支持される。ファイバー１００６の末端は、クラッドを除去するために、または散乱器（示さず）を付加することで照射される領域を増すように、更に処理してもよい。この“ファウンテン”１００４または“ブラシ”は更に光を分散させるために動かしても、あるいは、フラストレーテッド内部反射（即ち、屈折率整合）により、接触させて光で表面を有効に“覆える”ように、胃の内壁に沿い這わせてもよい。（この幾何形状はノベルティショップの光ファイバーツリーと似ている）。

他の態様で、図１１Ａによると、柔軟なパドル形状チップ１１０２を用いることにより、集束光は光ガイド１１００の遠位端で伝達される。この構造において、光ガイド１１００は、光の直接的な接触伝達のために胃の内表面に沿い通される、柔軟な光伝達“パドル”１１０２で終わる。パドル１１０２は別々の柔軟なパートでもよく、例えばそれは透明なシリコーンゴムから作製しうる。シリコーンパドル１１０２は、それが表面に沿い這うことから、屈曲して、胃の内壁へ表面張力により付着する。パドルの物質は、ガイド１０００から胃壁と接触するパドル１１０４の端部または表面へ光を伝達する。こうして、二者間で屈折率がほぼ一致する結果として、光はパドルから胃壁へ伝えられる。柔軟なパドル１１０２は、内視鏡または食道からの導入のために、ロール状に巻くかまたは螺旋状に巻いてもよい。適所に達すると、パドル１１０２は自動的に巻き戻されるか、または放出メカニズムを用いて従事者により巻き戻される。

他の態様で、図１１Ｂによると、光ガイドの遠位端１１０６は楔形端１１０８に形成される。光ガイドの遠位端１１０６は中心線の両側で磨かれて、楔形端１１０８を形成する。楔形部位１１０８を有する光ガイドの部分でそのクラッド１１１０を取除き、側部“ウィンドー”１１１２を形成すると、楔形端１１０８の先端および側面から外に光を向けられる。胃内部の完全照射を行うために、光ガイド１１０６は回転および／または横移動させてもよい。

更に他の態様で、図１１Ｃによると、回転および／または振動鏡１１１６、レンズまたはプラズムを用いることにより、光ガイド１１１４の遠位端で光が散乱させられる。回転鏡１１１６は医療分野で、特に管腔内超音波の使用について知られており、そこでは回転音響反射および受容鏡が冠状カテーテルの遠位端に置かれて、動脈側壁からの超音波画像を発する。H.pylori治療の適用例において、光反射鏡１１１６が光ガイドの遠位端１１１８に置かれ、鏡１１１６が回転すると、それは胃の内側へ光を“浴びせる”。鏡は、光ガイド１１１４から到達する実質的にすべての光の良いリフレクターとなるように選択される。鏡を作製および回転させる多くの方法が当業者に知られている。胃の内表面全体を完全に治療するためには、鏡を回転させながらガイドを縦方向に動かすことが必要かもしれない。

更に他の態様では、送達エレメントが、対象領域で完全な光の分散を助けるために、バルーンを備えている。バルーンは、部分的反射内または外表面、例えば“ハーフシルバー”表面を付して作製しうる。このような部分的反射表面は、バルーン内に置かれた光源からマルチ内部反射させる。マルチ反射後、光の一部はバルーンで非反射空間の出口を見つけ出すことにより、光の均等な分散を保証する。完全光分散のために器官内でバルーンを用いることは、完全積分球として当業者に知られている。

胃バルーンは多くの目的で当業者によく知られている。バルーンはいくつかの有利な理由からこの療法で用いうる。器官の幾何形状が単純でなく、なお均等な線量の光が望まれる適用例では、部分的反射バルーンの特別な改造物が用いられ、こうすることでバルーンの伝達がバルーン膨張径と共に増す。この改造により、器官空洞のあらゆる部分と合うようにバルーンを膨張させることで、医者は伝達線量を自動的に調整しうる。こうして、大きな直径を有するために、バルーン内で中心に位置する光伝達手段から離れてしまう器官の部分でも、小さな直径の器官の部分と比較して等しい線量を受容しうるようになる。

バルーンは、光散乱液体媒体、例えばミルクまたは反射粒子、例えば水のような流体内に懸濁されたタルクおよび／または二酸化チタンで満たされる。胃を伸ばし、バルーン周辺領域の完全および均等照射のための光散乱器として働くことに加えて、液体は光源から発せられる廃熱を吸収するようにも働く。バルーンは、ラテックス、シリコーンゴムまたはポリウレタンのような弾性物質から作製しうる。バルーンは、膨張させると開くかまたは巻き戻されて、胃を満たす、非弾性物質から作製してもよい。この例で、開くバルーンは、実際に、伸縮性バルーンよりも膨張性のバッグである。非弾性および弾性双方の構造が、当業者にバルーンとして知られている。非弾性バルーンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、（前記の膨張性バルーンに用いられる物質よりも弾性が少ない）ポリウレタンから作製しうる。すべての場合において、バルーン物質は対象の光波長を伝達して有効な照射および細菌の処理を行えるほど十分なものである。

光ガイドはバルーンカテーテルのシャフトから胃中へ挿入され、アセンブリーが胃に挿入される。一方、バルーンカテーテルが胃に入れられてから、光ガイドがカテーテル中へ進められてもよい。バルーンが胃を満たしてやや拡張させるようにそれが膨張すると、光ガイドは胃の中心に置かれる。一方、バルーンが胃全体より小いと、胃の壁から光ガイドを離しておける、安全のためのバンパーの機能を果たせる。バルーンに胃入口、胃出口または胃内と表示して、光ガイドを中心に位置させるかまたはその通路を設けることができる。

一部の態様において、機械的位置決めエレメントは伝達エレメント１０６、２０６の位置決めおよび／または動きを容易にする。例えば、柔軟な内視鏡の外側に、または食道から胃中へ直接挿入される器具に、プラグが取り付けられる。プラグまたはカラーがあれば、噴門口に対する光ガイド１０４、２０４の先端位置をオペレーターが表示しうるのである。加えて、プラグは光ガイド１０４、２０４または接続テザー６０８を支える。例えば、食道を通って患者の体外に伸びる接続テザー６０８（例えば、ワイヤおよび任意の冷却メカニズム）を備えた、患者により嚥下される小型光源６１０。プラグは、サポートまたは固定のために、下部食道または上部胃にそれを一時的に留めるテザー６０８の周りに取り付けられる。そのとき、プラグは伝達エレメント１０６、２０６、６１０の静止またはスライドサポートを果たすため、それは出入または回転して胃全体に光を投射できる。

一方または加えて、伝達エレメント１０６、２０６、６１０の位置はそこに強磁性セクションを設けることで指示しうる。こうして、強磁性セクションは外部磁石を用いて経身体的に操作される。

気体充填バルーンも用いうる。液体充填バルーンと同様に、胃は稜線および小窩を平坦化および露出させようとすると伸びる。液体充填バルーンに関して記載されたものと同じ物質が、気体充填バルーンにも用いうる。バルーンを気体で満たす利点は、バルーンの迅速な充填および収縮と、液体による光エネルギーの吸収がないことであり、気体充填バルーンの方が覚醒患者にとり快適である。

胃の治療のような一部の適用例では、患者の体内における位置のゆがみが有益である。例えば、細菌は胃のいかなる場所でも生育でき、他の感染領域と非接触のコロニーでも生育しうるため、胃全体を照射することが有益である。胃のある領域は感染しやすいが、具体的な感染領域を予めまたは治療時に知ることは実現不能である。したがって、最も効果的で簡単な手法により胃全体を治療することが、本発明の主要概念である。胃の拡張は胃のヒダおよび他の特徴を取除き、胃の一部が光源の影になる確率を減らす。加えて、胃の拡張で、光ガイドまたは他の光源が胃内で動ける空間を増し、内視鏡で見ることを容易にする。更に、胃の拡張は、稜線、腺または小窩、即ち粘液および酸が産生される胃内皮の内壁の小さな孔を露出させる。H.pyloriは粘液層の下に位置するこれらの腺で生育しうる。加えて、胃の膨張は、粘液層を薄くし、腺およびシワのような大きな特徴を引き伸ばす上で役立ち、これらすべてが細菌の照射の成功率を改善するのである。

膨張は、気体、バルーン（用いられる光源に対して透明）および／または液体を用いて行える。用いられるいかなる液体または気体も、通常、胃内での使用にとり生体適合性で安全である。液体の一例は、Pepto Bismol^Ｒまたは他の制酸液体薬物のような良い懸濁光散乱媒体入りのミルクまたは他の液体で胃を満たすことである。これらの光散乱液体は、胃表面全体が照射されることを保証する上で役立つ。加えて、数百ジュールのエネルギーが完全根絶治療を行うために伝達しうることから、光源による生じるすべての廃熱を、流体は吸収するように働く。

膨張流体の他の例は、胃を積分球に変える手段として先に記載された、高屈折率の透明液体である。膨張法の他の例は、胃液との接触で気体を放出する気体発生錠剤またはカプセルの嚥下である。カプセルは、痛みまたは過剰気体なしで胃の拡張に最適な量の気体を出せるように、決定または選択される。

この療法の課題の１つは、胃粘膜の全部分の照射による治療を保証することである。完全な光“網羅”を保証するための１つの追加手段は、媒体中に光分散粒子を含有した液体で胃の内壁を被覆することである。その液体は、理想的には、少量の液体で胃を完全に被覆またはカバーしうるほど、粘度が十分低く付着性が十分高い。液体は、理想的には、胃全体を被覆する粘液層と混ざるかまたはそれに付着でき、完全な照射療法が行われる十分な時間にわたり粘液または内皮層と密着し続ける。

他の態様では、伸縮自在な細いワイヤまたはプラスチックフィラメントケージのような機械的サポートが胃中へ挿入される。胃内に入ると、ケージはそれが胃の内壁を穏やかに押し広げるまで拡張する。加えて、光ガイドまたは照射器具のカテーテルまたは他の部分の静止またはスライドサポートを果たすために、ケージは胃の上端近くまたはケージの長軸に沿うどこかで小さな直径セクションを有してもよい。

一方または加えて、他の利点は胃を収縮させることで得られる。これらの利点は、治療に際して表面積の平方センチメートル当たりで最少量のエネルギー（ジュール）の伝達を要することから、治療すべき表面を小さくさせうることである。治療すべき表面積が小さいほど、治療に要するパワー量が低下する。加えて、収縮は光伝達手段の末端と感染組織との距離を均等化させる手段をもたらす。この手法のとき、光は逆二乗関数で点源から分散するため、伝達線量が均等化される：胃壁が光源に近づくほど、部位へ伝えられる照射エネルギーは多くなる。収縮の他の利点は、胃壁が特殊形状の基層で選択的に伸ばせることである。胃を収縮させる他の利点は、それが収縮して光源、例えば上記の柔軟なバドルチップに対して平坦化されたとき、収縮胃により形成される狭い空間に光源またはガイドを案内しまたは中心移動させるのが容易になることである。

燐光物質のような発光物質は、患者の体内への挿入前に輝光のようなエネルギー源により活性化されて、活性化エネルギー源の除去に際しておよびその後しばらくの間、可視スペクトルに波長を有する電磁放射を放出する。発光物質は、患者の体内に置かれたとき無害であり、限られた期間それと接触させても体組織に通常無害であるように選択される。

一態様において、燐光物質（“グローイング流体”）は患者の体内への挿入用に流体として調製される。その液体は、カテーテルのような人工管腔、または食道のような自然管腔から入れられる。そのため、グローイング流体は摂取してもよく、こうすることで胃内壁を被覆して、H.pylori菌のような病原微生物の根絶のために胃内壁へ適切な波長の光エネルギーを伝達しうる。この手法では、グローイング流体は細菌のすぐ近くに置かれ、そのため離れた距離で光が発したときに生じるほど大きくは光強度が減少（または拡散）しない。好ましくは、胃の治療の場合、グローイング流体は実質的な胃全体の被覆を高めるように選択され、それにより細菌が住む実質的にすべての局部の照射を保証しうる。こうした胃の被覆で、胃内壁のヒダ、孔およびキメの内部および周辺を照射する困難性を克服する。

光治療流体は、胃内の正常な流動作用、機械的な流体の除去、および／またはグローイング流体を溶解させる他の液体の摂取および／または洗い流しの加速により、洗い流せる。必要であれば、グローイング液体の繰返し摂取または連続導入が、所要線量の光治療を施すために行われる。

他の態様では、発光物質として化学発光物質を用いる。化学発光とは、光を放出する物質内の化学反応である。通常、図３Ａによると、該物質は液体形で少くとも２種の化学物質１２００、１２０２を含有し、一緒に混合されると、生じた化学反応１２０４で可視光スペクトルの波長を有した電磁放射を放出する。更に、該物質はある時間にわたり光を放出する。化学物質１２００、１２０２として、特定波長の光１２０６を生じる色素と、色素分子を高エネルギー状態に“押し上げる”ために必要なエネルギーを供給するエネルギー放出反応種との双方を用いうる。色素分子がその高エネルギー状態から自然に緩和すると、特定波長の光子が放出される。

化学発光は当業者に周知であり、多くの製品、科学記事および特許で具体化または記載されている。化学物質１２００、１２０２の適正な選択で特定波長ピークのある光１２０６を発生させるか、または多数の化学物質１２００、１２０２を異なる色素と組み合わせることで、多ピークの光１２０６が伝達される。加えて、化学物質１２００、１２０２は、輻射エネルギーの比較的速い放出を生じるエネルギーに富む反応をもたらすように選択されるか、または一方、化学物質１２００、１２０２は輻射エネルギーの長く遅い放出を生じるエネルギーの低い反応をもたらすように選択される。そのため、長時間で低光強度にするためには、遅い反応速度向けの化学物質１２００、１２０２が選択される。伝達される光子の総数は、反応１２０４により生じるエネルギー、色素をその高エネルギー状態へ励起する反応１２０４の効率、および励起された色素分子が低エネルギー状態へ戻る効率に依存する。

化学発光物質の一例として、子供のパーティ玩具、例えば、液体充填プラスチックチューブ内に密封された、破損性小型液体含有バイアルがある。外のプラスチックチューブを絞るまたは曲げることにより、内部の破損性バイアルが壊れて、バイアルの液体を放出し、プラスチックチューブの液体と混ざる。生じた反応は、１２〜２４時間にわたり低照射レベルを発する。例として、Springfield,ＭＡのOmniglow Inc.製のGLOWSTICK^Ｒのような製品がある。

化学発光物質の他の例は、一時的気道据置光源である。この例では、チューブ内に破損性バイアルを有した類似の構造が用いられる。内部バイアルが壊されると、生じるエネルギー反応で比較的強い光１２０６を発するが、但しかなり短い時間、例えば３０〜６０分間にすぎない。光１２０６の照射の明度および時間は、一次化学反応動力学に依存する。即ち、化学物質１２００、１２０２の加熱は反応速度を速める。例えば、反応は温度の１０℃上昇で約２倍速くなる。

化学発光化学物質１２００、１２０２は、胃のH.pyloriまたは他の生体領域の細菌の根絶照射用に光１２０６を発生させるために用いうる。化学発光は特定局部で光１２０６を発生させる汎用技術であるため、多くの他の臨床的治療および技術が光生物業者により用いうる、と理解されている。

一態様において、胃でH.pyloriを死滅および／または弱化させる治療では、対象の波長（典型的には、４０５ｎｍのピーク付近）を発生して、十分な線量（即ち、ジュールで十分な総エネルギーを有する）を伝達する化学発光化学物質１２００、１２０２を用いる。例えば、２種の化学物質１２００、１２０２として、適切なアクチベーターと混合されたときに、４３８ｎｍの照射ピークを有して追加ピークが各々４５４および４８６ｎｍの可視光１２０６を発生する、ＤＰＨＡおよびＢＰＥＮのような２種の化学色素を用いる。これらの化学物質１２００、１２０２により伝達されるエネルギーは、胃内のH.pylori菌を実質的に根絶させる（例えば、９９％減少させる）適正な線量をもたらす。例えば、４０５ｎｍ範囲の青色／紫色光によるインビトロおよび動物試験で求められた線量レベルであれば、３０〜１００ジュール／ｃｍ^２で伝達されたときに、H.pylori根絶をもたらす上で通常十分である。

ヒトの胃へ、化学物質１２００、１２０２は多くの手法で送達しうる。１つの手法は、上記のように胃内へバルーン１２０８を入れることである。バルーン１２０８が適所に置かれると、２種の化学物質１２００、１２０２が体外で混合されてから、バルーン１２０８中へ注入され、望ましい程度までバルーン１２０８を膨張させる。望ましい線量が伝達されるまで化学物質１２００、１２０２はバルーン１２０８中に残され、次いで化学混合物１２１０（即ち、化学物質１２００、１２０２の混合による反応産物）がバルーンから取り出される。次いで、バルーン３１７が患者から取り出されて、治療を終える。

図３Ｂによると、化学発光化学物質１２００、１２０２のより効率的な使用は、化学物質１２００、１２０２の内部分散のために、二重壁容器１２１２、例えば二重壁バルーン３１７′を用いることである。高濃縮化学発光液体１２００、１２０２からの光１２０６の外部放射は大部分が液体の表面で生じ、わずか数ミリメートルの深さにすぎないため、これが最も有効である。そのため、化学発光化学物質１２００、１２０２が二重バルーン構造３１７′の内側および外側バルーン間の管腔中へ導入される。追加の線量が必要であれば、第一混合物からの光１２０６が十分出尽くしたときに、化学物質１２００、１２０２の第二混合物が用いうる。一方、２種の化学物質１２００、１２０２が体外で少量ずつ連続的に混合されてから、バルーン３１７′または胃内で螺旋状に巻かれた透明チューブから連続的に導入される。

化学物質が患者の摂取上十分に安全である態様の場合、患者は混合物を嚥下しても、またはケルスケア従事者がその目的のため食道へ進めたチューブから胃内へ直接混合物を送達してもよい。他の送達メカニズムとして、摂取すべき２種以上の化学物質（例えば、色素およびアクチベーター）を含有した“嚥下可能”カプセルがあり、各化学物質は膜またはバリヤにより他と分けられている。カプセルを嚥下する直前に、カプセル内の膜がカプセルを絞るかまたは捻ることにより破られ、こうして化学発光反応を活性化させる。次いで、活性化されたピルが患者に嚥下される。例えばH.pylori菌を根絶する上で、光の全治療線量を伝達するために必要であれば、このプロセスが繰返される。

他の態様では、化学発光物質が時間型放出カプセルを用いて投与される。時間型放出カプセルは、光子発生の最も強い時期である、初期の化学発光反応の効率を増す。時間型放出態様の場合、化学発光反応を遅延または減速させるために冷却技術が用いうる。それは患者の体内への挿入前に行われ、化学発光反応はカプセルの投与時に患者の内部体温により後で開始される。

一方、溶媒和法が反応剤間の反応バリヤを溶解させるために用いうる。溶媒和法はカプセル温度を調整することで速めたりまたは遅らせることができる。こうして、化学発光反応は、反応が望まれる時間に、患者の体温により開始させられる。

上記いずれのカプセル態様でも、追加のカプセルが再感染の機会を最少に抑えるための予防手段として定期的に嚥下しうる。カプセルは浮くようにデザインしてもよい。このような浮揚性カプセルが水のような液体と共に嚥下されたとき、それらは液体の表面上またはその近くに浮くため、胃の最上部を照らせる。液体が胃から排出されると、カプセルは胃を照射し続けながら下方に移動して、胃領域の残部の完全光網羅を果たす。更に、十二指腸へカプセルが通過すると、その解剖学的領域で光網羅をもたらす。

他の態様において、化学発光物質は患者の体内で直接調製される。例えば、液体のような第一物質が標的部位、例えば胃組織の内表面へ直接適用される。液体は、点滴、塗布または噴霧により内視鏡適用しうる。次いで、アクチベーターで代表される第二物質が、胃の内表面に沿い同領域全般へ同様に適用される。光は本質的に組織の表面で二成分の混合時に発生する。H.pylori菌のような微生物が多い表面で光強度が高度に集中するため、微生物の根絶を更に促す。

他の態様では、音響発光物質が患者の体内へ入れられる。音響発光物質は、音響発光物質への音波（例えば、指向性高強度音波）の適用で活性化される。音波エネルギーは、例えば、液体にキャビテーションを発生させて、液体による電磁放射の発生をもたらすことにより、音響発光物質を活性化させるのである。好ましくは、該線は液体による可視スペクトルの波長を含む。光はキャビテーションエネルギーが化学種を高エネルギー状態へ励起したときに発生し、それが低エネルギー状態へ緩和されたときに光子の放出を行う。水のような液体内で適切な色素を用いると、発生する光の波長が調整しうる。このように、音響発光物質への超音波エネルギーの適用で、H.pyloriまたは他の細菌のような病原微生物を治療するために十分な光を発生させられる。

音源および／または超音波源は、例えば内視鏡またはカテーテルから、液体と一緒に患者の体内へ挿入しうる。一方、音響エネルギーは、腎結石の治療（即ち、破石術）で通常行われているように、経身体的に投入してもよい。

他の態様では、マイクロ波および／または他の電磁波が物質内で発光を誘導するために用いられる。例えば、１以上の電磁エネルギービームが体組織へ向けられ、患者の体内の局部、例えば胃腔へ集中される。患者の皮膚下で電磁エネルギーを集中させる技術は通常知られており、例えば腫瘍の放射線治療で用いられている。照射の前またはそれと同時に、感受物が患者の体内へ入れられる。感受物が選択され、電磁エネルギー源で照射時に白熱する。

一態様では、色素のような感受物が患者の体内へ入れられる。色素は患者の体内へ直接入れてもよく、例えば胃中へ注入または摂取される。一方、色素はまずバルーンなどのような容器内に入れてもよく、次いでその容器が患者の体内へ挿入される。色素はマイクロ波エネルギー源のような外部エネルギー源で活性化され、色素放射電磁放射をもたらす。外部エネルギー源と組み合わせる色素は、可視スペクトルの波長を含めて、特定波長の光を発するように選択される。こうして、実質量の光エネルギーが離れた局部へ伝達される。

他の態様において、高発熱物質（例えば、マグネシウム）のような白熱物質の燃焼は、酸化されたとき、可視スペクトル（例えば、白色光）を含めた広域の波長で強烈な電磁放射を放出する。このような反応の一例は、使い捨てフラッシュバルブである。このような可燃性物質は、カテーテルまたは内視鏡で胃へ導入された、適切に濾過および冷却される反応室へ、連続的に供給される。こうして生じた酸化反応は実質的に連続して維持される。一方、いくつか別々の酸化反応（“フラッシュ”）でパルス光源を供してもよい。

胃で光を直接発する他の方法は、ある元素の放射性崩壊の使用による。ある元素が放射性崩壊すると、光がそれらにより放射される。これらの光子は内在ポルフィリン類により吸収されることから、それらがH.pyloriを根絶するために用いられる。

酸素ラジカルが生じて、細菌の細胞膜を損傷させた場合に、H.pyloriが青色／紫色光により殺される。多くの波長で高強度光を伝達するために利用しうる光源は多い。しかしながら、４０５ｎｍ付近の狭い波長域で何ワットものパワーを伝達することは、市販光源からは直ちに行えない。ハイパワー白色光を放出する外部光源が存在するが、狭い４０５±５または１０ｎｍ域以外のすべてがフィルター除去されると、パワーは非常に低い。この波長範囲の青色レーザーが存在するが、大型実験器具を除き、それらのパワーも低い。そのため、対象光域で適度なパワーを伝達する光源を得ることは可能であるが、伝達される光の有効性を高めることも有益である。補助物質および他の増感手段の使用により、利用可能な光源の有効性を高められる。増感物質の例として、リボフラビン、５‐アミノレブリン酸（ＡＬＡ）、ポルフィマーナトリウムおよびモテキサフィンルテチウムがある。

細菌を伝達光に感受性とさせる、ある環境ストレスへそれらを付すことができる。酸素ラジカルの発生がより頻繁になることで、細菌破壊向けにより多くの酸素ラジカルを発生させるように、H.pyloriは高レベルの酸素へ付すことができる。細菌は環境に感受性であり、H.pyloriは感受性細菌である。インビトロ試験では、増殖培地で利用しうる鉄のレベル、増殖時に発生するガス組成、更には培養物が増殖される時間の長さにも、細菌が感受性であることを示した。そのため、胃で局所環境を変えることは、細菌を壊れやすくまたは感受性にすることで、光による根絶を促すために用いうる。例えば、ヨウ素またはヨウ素含有液、例えばルゴール液を摂取またはスプレーする、ｐＨレベルを変える、または例えば熱水もしくは一部他の手段を用いて胃の温度を上昇させるといった技術が、照射に対する細菌の耐性を弱めるために用いうる。

細菌が活発な複製に鉄を要することは周知である。患者に鉄キレート剤を与えて、利用しうる遊離鉄を減らすことで、細菌を光治療に感受性とさせられる。一方、細菌は複製直後により感受性となることがある。そのため、遊離鉄源の供与で、それを光治療による根絶に感受性とさせられる。細菌を光治療により感受性とさせるこれらおよび他の手段が用いうる。

患者の胃粘膜または在住H.pyloriが蛍光色素で直接染色され、次いで色素に適した励起波長でインビボ照射される。色素が対象物へ化学的に付着または結合すると、H.pyloriの根絶に対する光の有効性が高まる。色素は、例えば内視鏡を用いて、嚥下、噴霧、塗布されるか、あるいは静脈注射で送達または患者により摂取される。

実例として、図１３Ａおよび１３Ｂでは、本発明による一使用法が胃１３００のH.pylori感染の治療について示されている。胃１３００が食道４５０ａおよび幽門括約筋１３０４と一緒に示されている。伝達エレメント、即ち遠位光散乱分配ヘッド１３１０装備の柔軟なサポートケーブルまたはシャフト１３０８を備えた装置１３０６が用意される。可視光が光線１３１２で示されているように分配ヘッド１３１０から出て、H.pylori感染が上皮および粘内壁１３１４で盛んな胃１３００の内壁付近へ当たる。ヘッド１３１０は可視光の散乱器１３１６を備えている。異なるタイプの操作器具も治療すべき具体的部位に応じてヘッド１３１０を位置決めするために用いうる、と考えられる。胃１３００および胃腸系での装置１３０６の使用を示した態様において、シャフト１３０８は柔軟で、細い直径と滑らかなまたは丸い前端を有することが有益であり、その場合それは自ら、または所望であれば、適度に柔軟な内視鏡（示さず）を介して、食道および胃の中へ容易に導入される。１つの具体的な態様において、シャフト１３０８が約３ｍｍ以下の外径を有していれば、典型的には約３ｍｍの有効管径を有する標準内視鏡内へそれを容易に合わせられる。他の適用例のとき、シャフト１３０８の特性および寸法は操作の要件を満たすように変えてよい。

多くの障害の場合、環状またはドーナツ形の可視光パターンを形成する光線１３１２が理想的に治療と適合する。このパターンを得るために、体の通路および他の外側部分は、散乱器１３１６からの光を用いる治療の前と治療中に拡張されるべきである。胃１３００は非常に柔らかく、食事後を除き、縮んだ状態にある。シワまたはヒダ１３１８が通常その内壁に存在する。一部の場合、胃はH.pylori感染に起因した潰瘍１３２０を有している。

本発明の１つの好ましい態様では、胃のような体の内側領域を拡張させて、胃壁を広げ、ひいてはシワ１３１８を伸ばすことで、胃壁を平坦にするために、任意の拡張バルーン１３２２が場合により用意される。平坦な胃壁を有すると、ヘッド１３１０による均等な環状光パターンの形成をそこで促せる。バルーン１３２２は、望ましい位置に散乱ヘッド１３１０を配置および保持する上でも役立つ。１つの有利な位置は、周辺胃壁のすべての部分から実質的に等距離の、中心局部内である。ヘッド１３１０のこのような位置決めで、実質的に同じ線量の光を胃１３００の実質的にすべての部分へ到達させられる。

白熱灯のような、患者の体内に置かれる光源（内部光源）を用いると、予防処置がなければ、面倒な事態を招くことがある。例えば、組織損傷性の熱が治療処置中に灯のフィラメントで通常発生する。水のような冷却物質をバルーン内で循環させておけば、光源を冷却し、潜在的に損傷性のいかなる熱も消散させるように働く。所望であれば、バルーン１３２２は、体外からバルーン１３２２の内部へ流体を運び、しかも流体の帰路を設けるために、シャフト１３０８内に配備される流体ループ１４００（図１４）と流体連絡させてもよい。ループ１４００内の流体はバルーン１３２２の内部を循環することで、バルーン１３２２を膨張させ、流体ループ１４００からシャフト１３０８の近位部分へ戻る。流体を循環させて、望ましいバルーンサイズを得るために必要な圧力を維持するために、循環ポンプも用意してよい。当業界で知られた他の方法および器具も、流体を循環させてバルーン１３２２を膨張させるために用いうる。

バルーンサイズおよび冷却速度の独立制御を行うことが通常望まれるため、独立した膨張用管腔１４０２および口４２がバルーン１３２２と流体連絡した状態で図１４〜１６で示されている。流体ループ１４００は、散乱ヘッドとの熱伝導関係下で冷却流体を循環させるように位置決めされる。こうして、流体ループ１４００の循環作用により、バルーン拡張の程度にかかわらず、一定の冷却速度を得られる。独立膨張用管腔１４０２は、膨張用管腔１４０２によるバルーン１３２２用の調整可能圧力の流体源（示さず）へ接続しうる。一態様において、流体ループ１４００および膨張用管腔１４０２はプラスチック押出技術を用いて作製される。この構造によると、液体、例えば水を冷却用の流体ループ１４００で用い、気体、例えば空気を管腔１４０２でバルーン膨張用に用いうるため、ヘッド１５０８からの光が胃壁へ達する前に実質上吸収されない、という利点を有している。

管腔１４０２から供給される膨張用流体でバルーンを拡張させるような、異なる冷却メカニズムも用いうる。空気のような気体の代わりに液体がバルーンを膨張させるために用いられるならば、液体、例えば水または塩水がタンクから供給される。しかしながら、気体がバルーン１３２２を満たす上で好ましく、その理由は、それがエネルギー供給ヘッド１３１０から放射された光１３１２を減衰させる傾向が無視しうるほどであり、速く容易にバルーン１３２２を膨張および収縮させられるからである。冷却剤がそれとは別に流体ループ１４００で循環される。

弛緩状態の胃は約５〜６ｃｍの直径を有し、硬い構造物を収容することは通常できない。一態様において、本発明の器具は、直径が約３ミリメートルの有効管腔を有する標準柔軟内視鏡（示さず）へ通して挿入される。

胃で使用のような一部の適用例において、拡張バルーン１３２２の直径は加える圧力に応じて変えられるため、バルーンの直径は患者の胃または他の通路の大きさと合うように調整される。したがって、弾性バルーンは特に胃での適用に合い、その場合は弾性物質が胃の多くの表面特徴に合わせながら、胃を更に完全に拡張させる。しかしながら、他の適用例では、一定の拡張直径を有する非弾性バルーンを用いることが望ましい。図１３Ａで示されているように、バルーン１３２２は、存在するとき、例えば、源１３２２から距離１３１３で、放射ヘッド１３１０からも間隔を置いて、適切な接着剤１３２１により、柔軟シャフト１３０８へ固定される。バルーン１３２２の遠位端は自由なままであり、１３１３と等しい距離１３２５で光散乱器から離される。光１３１２の源１３２４を実質的にバルーン１３２２の中心に置くことで、全方向で照射を均等化させうるように、距離１３１３および１３２５はバルーン１３２２のおおよその半径と各々等しい。丸型バルーンが図１３Ａで示されている。

体の内部通路の壁を照らすために用いられるとき、本発明の一態様によると、光伝達器具は喉頭鏡または胃鏡のような標準内視鏡内に置かれる。ここで記載された光伝達器具は、治療すべき通路内に導入される。その際に、光伝達器具などは、当業界で知られる技術を用いて、それが照射すべき領域付近に届くまで、通路を誘導される。照射すべき部位は内視鏡から見ることができ、器具付近の領域は必要であれば内視鏡を用いて照らされる。次いで、光伝達ヘッド１３１０を望ましい局部に保持し、シワ１３１８を広げることで、胃壁を平坦にし、実質的に均等な光照射を保証するように、拡張バルーン１３２２は、流体ポンプから液体または気体の流体により望ましい直径になるまで膨張され、体腔、この場合には胃を広げる。

治療処置に際しては、外部光源にエネルギー供給され、光が柔軟光ガイドへ伝えられる。光が体腔、例えば胃の壁へ当たると、通路の表面で生育するH.pyloriは上記のように死滅および／または弱化される。例えばH.pylori感染の場合、壊死は細菌細胞を減らし、炎症と炎症の生化学的結果とを減少させることで、潰瘍、胃炎および癌を防止する。望ましい線量が伝達されたら、光源は消され、バルーン１３２２は存在するとき収縮される。次いで、器具が体から引き抜かれる。H.pyloriを処理するためには、上皮の表面領域のみが照射される必要がある。

本発明によると、光照射は典型的には５〜２００ジュール／ｃｍ^２、最も好ましくは３０〜５０ジュール／ｃｍ^２の範囲で行われる。治療は、典型的には約３〜１５分間、好ましくは４〜８分間続けるように構成される。光伝達器具は、治療を要する領域に応じて、光治療の過程で連続的または断続的に、胃のある部分から他へそれを動かすことで、移動および／または回転により、再配備しうる。

試験結果が、異なる波長および強度で光の有効性を示すためにプロットされた。図１２は、垂直軸に沿いH.pyloriコロニー形成単位 vs.水平軸に沿い光強度を示している。低いコロニー数ほど、有効な治療を表わしている。加えて、多数の曲線が一緒にプロットされており、各曲線は異なる波長の光の照射による試験結果を表わしている。一般的に、すべての曲線は強度の増加に伴い有効性の増加を示す。更に、青／紫色スペクトル（４００〜４５０ｎｍ）の光は、試験された他の波長よりも通常有効である。

光散乱ヘッド１３１０の光伝達源はバルーン１３２２の中心に位置するため、ヘッド１３１０から発された光線１３１２はすべて、それらが微生物に当たるとき、実質的に同一の長さとなることに気付くであろう。このように均等な照射は、治療されている空洞のどこの壁に光が当たっても、均等な露光を保証しやすい。均等な露光は、バルーン１３２２の拡張により果たされた胃壁の平坦化でも助けられている。加えて、拡張したバルーン１３２２は胃１３００内の適所に光伝達ヘッド１３１０を固定または留置するため、通常生じる胃の攣縮で装置１３０６をずらすことはない。使用に際して、微生物の破壊上重要なラジカルを形成する上で酸素が必要であるため、胃裏側の上皮への血液供給が絶たれる局部へバルーン１３２２は拡張させない。

図１４および１５は本発明の修正形を示しており、そこでは同一数字が既に記載された対応部分と関連している。この場合、光線１５００は、透明物質、例えばガラスまたは溶融石英から形成されたエネルギー分配ヘッド１３１０から発される。光１５００はバルーン１３２２から横方向１５０２および／または前方１５０４へ投射されて、胃１３００の壁に当たる。バルーン１３２２は望ましい位置に光エネルギー分配ヘッド１３１０を保持し、しかも、シワ１３１８を広げることで、治療されている胃の壁の一部を均等に露出させるように、胃１３００の壁を拡張させる。光線１５００が胃の裏側の柱状上皮に当たると、細胞に感染したH.pyloriは死滅および／または弱化される。

光線１５００に暴露される胃の部分は、バルーン１３２２およびヘッド１３１０を胃１３００の長さ方向に沿い食道１３０２の方へ移動させるか、胃１３００の縦軸に対するヘッド１３１０の角度を変えるか、またはヘッド１３１０をその縦軸の周りで回転させることにより、医者により変えられる。装置の位置は、所望であれば、蛍光透視またはＣＡＴスキャンを用いて確認してもよい。一態様において、伝達エレメント１０６、２０６、６１０は、操作に際して蛍光透視を用いるその位置の追跡を容易にするため、放射線不透過マーキングを含有している。源１５０６から分配ヘッド１３１０を経て、分配ヘッド１３１０の内側にある、例えば円錐形の、光リフレクターまたは散乱器へ光を伝え、そこで光線１５００を散乱して、それらがバルーン１３２２を通過し、分配ヘッド１３１０の側部および前方にある胃１３００の壁に当たるように、光源１５０６（図１５）から柔軟シャフト１３０８の全長を介し食道１３０２を経て胃１３００へと伸びる、光ファイバー束１６００が配置される（図１６）。図１６で示されているように、バルーンの膨張用流体は、既に記載されたような管腔１４０２から供給される。柔軟シャフト１３０８は、シャフト１３０８の柔軟ボディ部分１６０４にスライドしながら配置された、長さ方向に伸びる放射状に間隔をあけた複数のケーブル１６０２を備えている。ケーブル４６８を短縮または延長するために適した商業上利用可能なステアリングメカニズムを用いて、記載されたような胃の様々な部分へ可視光のビームを分散させるために、分配ヘッド１３１０は医者による指示で左右または上下方向へ向かされる。シャフト１３０８は、保護カバーまたは外装１６０６、例えば食道１３０２から容易にスライドするポリプロピレンプラスチックに封入しうる。

光源１５０６は、いかなる適切な市販光源、例えば水銀灯、青色／紫色レーザーなどでもよい。

図１５および１６の装置を用いるために、シャフト１３０８およびヘッド１３１０は、ヘッド１３１０を収容したしぼんだ状態のバルーン１３２２と共に、常法で食道１３０２から通される。ヘッド１３１０が医者の管理下で胃１３００へ適正に置かれた後、バルーン１３２２が望ましい局部で胃１３００を拡張させるまで、膨張用管腔１４０２から適切な流体、例えば空気を通すことにより、バルーン１３２２が膨張され、シワ１３１８を引き伸ばすことで、存在するポケットがバルーン１３２２の表面で均等に広げられる。次いで、光源１５０６がつけられ、光を光ファーバー束１６００に通して、分配ヘッド１３１０から出させる。分配ヘッド１３１０およびバルーン１３２２はすべての感染領域を露呈させるために所望通りに胃で位置変更でき、またはコントロールケーブル１６０２は治療を要する胃の領域へヘッド１３１０を向かせるように操作できる。公知構造の目視口および接眼レンズ１５７２により、または柔軟シャフトと一緒に食道１３０２から胃１３００へ通された別個の内視鏡（示さず）により、観察が行える。

実例として、図１９Ａ〜１９Ｃによると、ランプ２０００は、病原菌を死滅および／または弱化させる可視光を発生する上で適したいずれかのランプである。例えば、ランプ２０００は水銀灯のような発熱灯でも、または溶融石英ランプから形成されるフラッシュランプ、例えばキセノンアークフラッシュランプでもよい。更に、ランプ２０００は選択された時間間隔で周期的にパルスモードフラッシングで操作してもよい。加えて、パルス源は細菌の処理に有効な光の波長で放出するレーザーでもよい。１つの好ましいランプは、青色／紫色光を発生する光源として、フィルター短アークキセノンランプである。様々な波長の光が用いられるが、１つの特に有効な範囲は約４００〜４５０ｎｍの波長を有する青色‐紫色光である。良い結果は、約４００〜４５０ｎｍのフィルター光を発生する水銀灯で選択ポルフィリン産生菌を弱化させる際に得られたが、４０５ｎｍがH.pylori菌に対して最適である。

胃の病気に加えて、細菌はある腸障害、例えばクローン病および腸の炎症疾患を引き起こすことにも関わる。数十億の多くの異なるタイプの細菌が腸内で通常増殖する。しかしながら、体は病原または正常菌と時々交差反応する。時には、正常腸内叢の存在に気付いた後、患者を具合悪くさせる慢性炎症状態の原因になる病原体として、体は１種以上の腸内叢種を攻撃する。他の胃腸感染症は前記のようなH.pyloriにより引き起こされる。これらの症状を治癒させるために、図１８で示されたような本発明によると、結腸または消化管の他の部分に存在する微生物も可視光により死滅および／または弱化される。通常、内在ポルフィリン類を産生する細菌のみが、可視光治療による影響をうける。そのため、この治療はこのグループの細菌を治療するための選択的アプローチである。

図１９Ａ〜１９Ｃでは、内視鏡２００４のシャフト２００２の下端の構造を更に詳細に示している。装置２００４のシャフト２００２が体腔中へ挿入されたままでランプ２０００を保護するために、ランプ２０００がシャフト下端２００６の内部へ完全にまたは少くとも一部引き入れられるように、ランプ２０００は図１９Ｂで示されたようにハンドルでシャフト２００２中へ引き入れられる。しかしながら、ランプ２０００が用いられるときは、図１９Ｃで示されるように、それは所定位置まで外科医により伸ばされる。伸ばされた位置で、ランプ２０００は全方向に青色‐紫色光を放出する。

本発明は、下記例を参考にすると、更に良く理解される。胃の不快感、“胸焼け”および／または痛みを含めた症状があると、医者により胃潰瘍の仮診断が下され、その後で内視鏡検査により確認される。次いで、その診断はH.pyloriの存在を検出する標準酵素試験で確認される。H.pyloriの検出で、本発明を用いた治療が始まる。標準鎮静処置後、内視鏡２００４のシャフト２００２が食道から挿入される（図１７）。次いで、シャフト２００２のヘッドまたはチップ末端２００６が医者の管理下で必要に応じて位置変更され、電源１００９が入れられて、電源１００９に装備されたコンピューターを作働させ、周期的に、例えば治療が終わるまで５秒毎に１回、水銀灯またはキセノンアークランプ２０００を介してコンデンサーを放電させる。細菌が死滅または無力化されるまで、ランプ２０００は罹患領域のすべてへ適度な治療を施すために必要に応じて位置変更される。次いで、装置２００４が引き抜かれる。光感受薬も、望ましい効果を高めるために、場合により患者へ投与される。例えば、光感受薬は、ヒト細胞よりもむしろ、細菌へ優先的に光を吸収させる。あらゆる適切な光感受薬、例えば、より有効な殺細菌作用を発揮するように優先的に光を吸収することが当業者に知られたあらゆる適切なプロトポルフィリン化合物が使用可能である。

一部の態様において、光源は、可視光を放出することに加えて、可視スペクトル外に波長を有した電磁放射を放射しうる。一態様では、光源は紫外スペクトルに波長を有した電磁放射を発する。他の態様では、光源は赤外スペクトルに波長を有した電磁放射を発する。望ましい放射スペクトルを有する光源を用意する場合には、各光源が各範囲の波長で光を放出する多数の光源を図２で記載されたように組み合わせることが可能である。例えば、可視光源が紫外光源と一緒に接続される。加えて、光放射エレメントを用いる態様の場合、組合せの各エレメントが各範囲の波長で光を放出する、エレメントの組合せも用意しうる。

本発明のある態様を記載してきたが、ここで開示された概念を取り入れた他の態様も、本発明の精神および範囲から逸脱することなく用いうることが、当業者に明らかとなるであろう。記載された態様は、すべての点で説明のためのみとみなすべきで、制限のためではない。

図面において、同一の参照番号は通常全図にわたり同一部分に関する。しかも、図面に尺度は不要であり、その代わりに本発明の原理を説明する際に強調が通常行われている。以下の記載において、本発明の様々な態様が下記図面を参考にして記載されている。
患者胃内を治療する外部光源態様の略図である。 マルチ光源を有する外部光源の代替態様の略図である。 図３Ａおよび３Ｂは、流体力学光ガイドと一緒に用いられる、図１および２の伝達エレメントの代替態様の略図である。 図４Ａおよび４Ｂは、図１および２の伝達エレメントの代替態様の断面略図である。 患者の体内への挿入向けに適合化された光源の断面略図である。 図６Ａおよび６Ｂは、患者の体内への挿入に向いた大きさの、各々、テザー付きおよび無テザーの光源の略図である。 図７Ａおよび７Ｂは、患者の体内への挿入に向いた大きさの、各々、直線状および螺旋状の光源アレーの略図である。 図８Ａ〜８Ｃは、図１および２の伝達エレメントの代替態様の略図である。 挿入可能散乱液を含有した、図１および２の別な伝達エレメントの代替態様の略図である。 図１および２の発明で用いられる光ファイバー伝達エレメントの一態様の略図である。 図１１Ａ〜１１Ｃは、図１および２の伝達エレメントの代替態様の略図である。 H.pylori治療 vs.光強度の有効性を測定した試験結果を示すグラフである。 図１３Ａおよび１３Ｂは、患者の胃内に置かれたバルーン内在伝達エレメントの断面略図である。 膨張管腔の断面略図である。 バルーン内在エレメントを装備したテザー付き光源の断面略図である。 図１４で示された膨張管腔の代替態様の断面略図である。 患者の食道から挿入される内視鏡を用いた態様の断面略図である。 下部消化器系を治療するための代替適用の断面略図である。 図１９Ａ〜１９Ｃは、内視鏡内に挿入された本発明の態様の、各々、略末端、側面および斜視図である。

Claims (33)

1. 患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための装置であって、
   可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する、体外の光源と、
   光源と光学的に接続された近位端、および患者の体内への挿入のための大きさを有する遠位端を有し、可視スペクトル内に波長を有する電磁放射を伝送する光ガイドと、
   光ガイドの遠位端と光学的に接続され、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を患者の体内の局部へ向けるための伝達エレメント
   を備えた、装置。
2. 微生物が細菌である、請求項１に記載の装置。
3. 細菌がH.pylori菌である、請求項２に記載の装置。
4. 光源が、紫外スペクトル内に波長を有した電磁放射を更に放出する、請求項１に記載の装置。
5. 光源が、レーザー、レーザーダイオード、発光ダイオード、ランプおよびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の装置。
6. ランプが、白熱灯、蛍光灯、アーク灯およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項５に記載の装置。
7. 光源と光ガイドの近位端との間で光学的に接続されたアダプターを更に含んでなる、請求項１に記載の装置。
8. アダプターが、レンズ、プリズム、鏡、光ファイバースプライス、１：Ｎ光学カップラー、コネクターおよびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項７に記載の装置。
9. 光ガイドが、単一ストランド光ファイバーケーブル、多重ストランド光ファイバー束、気体充填チャンネル、流体充填チャンネル、連続リフレクターおよびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の装置。
10. 伝達エレメントが、レンズ、プリズム、鏡、バルーン、気体、液体、流体スプレー、ファイバーファウンテン、フラストレーテッド全内部反射パッド、光伝達コーティング、光学活性物質およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の装置。
11. 患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための方法であって、
    体外に、可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意し、
    電磁放射を光ガイドへ光学的に伝え、
    電磁放射を光ガイドから患者の体内の局部へ指向的に伝える
    ステップを含んでなる、方法。
12. 微生物がH.pylori菌である、請求項１１に記載の方法。
13. 光源を用意するステップが、紫外スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意することを更に含んでなる、請求項１１に記載の方法。
14. 患者の体内の局部を拡大させるステップを更に含んでなる、請求項１１に記載の方法。
15. 拡大ステップが、気体、流体、機械的サポート、バルーンおよびそれらの組合せからなる群より選択される拡張エレメントを挿入することを含んでなる、請求項１４に記載の方法。
16. 向けられた電磁放射に対して病原微生物を感受性とさせるステップを更に含んでなる、請求項１１に記載の方法。
17. 患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための装置であって、
    可視スペクトル内に波長を有する電磁放射を放出する、患者の体内への挿入のための大きさを有する光源と、
    光源と光学的に接続され、伝えられた可視光の一部を患者の体内の局部へ伝達するための伝達エレメント
    を含んでなる、装置。
18. 光源が、レーザーダイオード、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯、アーク灯、フラッシュランプおよびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１７に記載の装置。
19. 体外にエネルギー源を更に備えてなり、該エネルギー源が光源へエネルギー供給する、請求項１７に記載の装置。
20. 光源とエネルギー源との間で接続され、両者間でエネルギーを伝えるテザーを更に含んでなる、請求項１９に記載の装置。
21. エネルギー源が、電池、電源、容量記憶回路、変電回路、電磁放射、ビーム電磁エネルギー、ビーム音響エネルギーおよびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１９に記載の装置。
22. 伝達エレメントが光源を備えてなる、請求項１７に記載の装置。
23. 患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための方法であって、
    可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する、患者の体内への挿入のための大きさを有する光源を用意し、
    光源にエネルギー供給し、そして、
    放射された電磁放射の少くとも一部を患者の体内の病原微生物を含有する局部へ指向的に伝える
    ステップを含んでなる、方法。
24. 微生物がH.pylori菌である、請求項２３に記載の方法。
25. 患者の体内の局部が、自然に発生した体腔の少くとも一部を含んでいる、請求項２３に記載の方法。
26. 光源を用意するステップが、紫外スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意することを更に含んでなる、請求項２３に記載の方法。
27. 向けられた電磁放射に対して病原微生物を感受性とさせるステップを更に含んでなる、請求項２３に記載の方法。
28. 患者の体内の病原微生物を死滅または弱化させるための装置であって、
    可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する発光物質と、
    発光物質の少くとも一部を患者の体内の、病原微生物を含有している局部へ向けるための手段と、
    を含んでなる、装置。
29. 発光物質が、燐光液、化学発光化合物、音響発光化合物、マイクロ波活性化合物、蛍光物質およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項２８に記載の装置。
30. 患者の体内の感染症の治療において病原微生物を死滅または弱化させるための方法であって、
    可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する発光物質を用意し、
    発光物質の少くとも一部を患者の体内の、病原微生物を含有する標的領域へ送達する
    ことを含んでなる、方法。
31. 標的領域が、自然に発生した体腔の少くとも一部を含んでいる、請求項３０に記載の方法。
32. 放射された電磁放射の少くとも一部を標的領域の少くとも一部へ向けるステップを更に含んでなる、請求項３０に記載の方法。
33. 患者の胃内のH.pyloriを死滅または弱化させるための方法であって、
    可視スペクトル内に波長を有した電磁放射を放出する光源を用意し、
    光源からの電磁放射を患者の胃内の局部へ光学的に伝える
    ステップを含んでなる、方法。

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